DE715386C - Anordnung zur Regelung der Spannung von Synchronmaschinen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Regelung- der Spannung von Synchronmaschinen Bei der Spannungsregelung von Synchronmaschinen ist es bekannt, die Erregerwicklung der Synchronmaschine baw. die Erregerwicklung ihrer Erregermaschine über einen Gleichrichter (z. B. einen Trockengleichrichter) von einer Kompoundtransformatorschaltung aus zu speisen. Diese Kompoundschaltung besteht entweder aus einem Stromtransformator im Belastungskreis der Synchronmaschine und einem Spannungstransformator. Es ist auch bekannt, die beiden Transformatoren zu einem einzigen zu vereinigen, wobei der Primärstromkreis einerseits vom Belastungsstrom der Synchronmaschine erregt wird, andererseits über eine vorgeschaltete Drosselspule von der Spannung der Synchronmaschine. Um die Spannung der Synchronmaschine regeln zu können, muß noch in den Erregerkreis ein Regelorgan eingeschaltet sein. Man könnte dazu in Reihe mit dem Gleichrichter einen Kohledruckregler scl;alten, der von der Spannung der Synchronmaschine geregelt wird. In diesem Falle müßte die Kompoundschaltung mit kleinem innerem Widerstand ausgelegt sein, so daß sie im wesentlichen eine erzwungene Wechselspannung liefern würde. Eine Parallelschaltung des Kohledruckreglers zum Trockengleichrichter ist nicht ohne weiteres möglich, da sie ohne erhebliche Umkonstruktion der Kohledruckregler bei Erhöhung der Generatorspannung nur eine Vergrößerung des Kohlewiderstandes ergeben kann, während bei der Parallelschaltung eine Verringerung desselben erforderlich wäre.
• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung der Spannung von Synchronmaschinen, bei der die Erregerwicklung der Synchronmaschine oder die Erregerwicklung ihrer Erregermaschine über Gleichrichter, insbesondere über Trockengleichrichter, von dein Wechselstrom und der Wechselspannung der Synchronmaschine über einen Kompoundtransformator oder über eine Kompoundtransformatoranordnunggespeistwird. Erfindungsgemäß ist ein Wälzregler vorgesehen, dessen Regelkontakte entweder an Anzapfungen der Sekundärwicklung des Kompoundtransformators oder an Anzapfungen eines von dem Isompoundtransf3rmator oder von der K.ompoundtransformat:)ranordnung ,gespeisten Zwischentransformators angeschlossen sind. Dadurch «=erden die geschilderten Nachteile des Kohledruckreglers vermieden. Man kann dabei die Kompoundschaltung sowohl mit hohem innerem Widerstand ausführen, so daß sie praktisch einen von der Generatorbelastung und Spannung abhängigen erzwungenen Strom liefert und dementsprechend der Regler parallel zum Trockengleichrichter gelegt- werden kann. Dadurch kann eine schnelle Erregung erfolgen. Man kann aber auch den Widerstand der Kompoundschaltung klein gegenüber dem Erregerwiderstand wählen.
• Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele der Fig. i bis 6 der Zeichnung näher erläutert. In Fig. i ist i die in der Spannung zu regelnde Synchronmaschine. Ihre Erregerwicklung wird von einer Erregermaschine 2, die Erregerwicklung 3 dieser Zwischenerregermaschine wird über einen in Graetzschaltung geschalteten Trockengleichrichter d. von dem Kompoundtransformator 5 über den Wälzregler 6 gespeist. Der Kompoundtransforinator besitzt die Primärwicklungen 7 und B. Die Primärwicklung 8 ist unmittelbar in den Belastungsstromkreis der Synchronmaschine eingeschaltet. Die Primärwicklung 7 wird von der Spannung der Synchronmaschine über die vorgeschaltete Drosselspule 9 gespeist. Die Vorschaltung der Drosselspule hat den Zweck, eine gegenseitige Beeinflussung der Erregerströme in den Primärwicklungen 7 und 8 zu vermeiden. Die Sekundärwicklung io des Kompoundtransformators besitzt Anzapfungen. Diese Anzapfungen sind zu den Regelkontakten ii -des Wälzreglers geführt. Der Wälzkontakt des Reglers 6 wird von der Spannung der Synchronmaschine über die Spule 12 betätigt. Um die Zahl der An-. zapfungen an der Sekundärwicklung io nicht zu groß werden zu lassen und trotzdem eine genügende Feinfühligkeit am Wälzregler zu erzielen, sind zwischen die aufeinanderfolgenden Anzapfungen Ohmsche Widerstände 13 geschaltet. Diese Ohmschen Widerstände besitzen ihrerseits Anzapfungen, die zu Kontakten - am Wälzregler führen, die zwischen den Kontakten, die unmittelbar mit der Sekundärwicklung io verbunden sind, liegen. Je nachdem nun der innere Widerstand des Kompoundtransformators 5 groß oder klein gegenüber dem Widerstand des Erregerkreises (Trockengleichrichter d. und Erregerwicklung 3) ist, wird durch Vergrößerung der Zahl der wirksamen Sekundärwindungen des Stromtransformators beim Arbeiten des Wälzreglers 6 eine Erniedrigung oder eine Erhöhung des Erregerstromes erreicht. Bei großem innerem Widerstand des Kompoundtransformators, wenn also die Ströme in der Sekundärwicklung io durch den Strom der Drosselspule 9 und durch den Belastungsstrom der Svttclironmaschitie vorgeschrieben «-erden. unabhängig von dem Widerstand der Teile d und 3, läßt sich nur durch eine Erhöhung der Wirksamen Windungszahl der Sekundärivick-"ljng io des Stromtransformators auf unendlich eine Verringerung der Erregung auf \u11 erreichen, wie es bei kapazitiv belasteten Generatoren mitunter erforderlich ist.
• Die Anordnung nach Fig. 2 vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß der Kompotindtransformator ; einen in Sparschaltung ausgeführten Z-%vischentransforniator i-. speist, wobei die Primärwicklung dieses Zwischentransformators mit Anzapfungen versehen ist und die Kontakte des Wälzreglers 6 an diese Anzapfungen angeschlossen sind. Da die Regelung im Gegensatz zu der Anordnung der Fig. i im Primärstromkreis eines Stromtransformators stattfindet, so kann man durch Verminderung der Wirksamen Windungen der Primärwicklung dieses Transformators mit Hilfe des Wälzreglers auch den Erregerstroh bis auf Null herab regeln.
• rei großen Maschinen tvird man eine dreiphasige Kompoundschaltung anordnen, um auch bei zweipoligem Kurzschluß eine Verstärkung der Generatorerregung vornehmen zu können. Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine solche Schaltung. Der dreiphasige Koinpottn iitransformator 5 besitzt eine Priniäriviclclung. die als Ganzes in Reihenschaltung mit de;-Drossel 15 von der Spannung der Synchronmaschine erregt wird. Der Teil 16 der Primärwicklung wird nun außerdem in Überlagerung mit dem Strom der Drossel 15 von dein Belastungsstrom der Synchronmaschine i durchflossen. Die Sekundärwicklung des Stromtransformators ist in Dreieck geschaltet und zwei Phasen besitzen Anzapfungen, die an die Regelkontakte des Wälzreglers angeschiosseu sind. Der aus sechs Einzelgleichrichtern bestehende Trockengleichrichter 17 ist in der dargestellten Schaltung einerseits mit dem einen Eckpunkt der Dreieckschaltung, andererseits mit den beiden beweglichen Regelkontakten des Wälzreglers verbunden. Bei der Anordnung nach Fig. 3 besitzt der Kompotindtransformator ; zweckmäßig i%-ieder kleine» inneren Widerstand gegenüber dein Widerstand des Erregerkreises, um ohne Sättigung des Stromtransformators den Erregerstrom bis auf Null herab regeln zu können. Die A>: ordnung nach F ig. 3 kann man noch dahi-@-gehend abändern, daß man sowohl den Stromtransformator 5 als auch die Drossel 15 nich, dreiphasig, sondern zweiphasig ausführt und in (-Schaltung vereinigt. An dem Tranc.
• 5 ist dann die mittlere Primärwicklung und die nicht mit Anzapfungen versehene Sekundärwicklungsphase weggelassen. Ebenso ist an der Drosselspule 15 die mittlere Pliasc weggelassen. Außerdem ist der Drosselspulensternpunkt mit dem Generatorsternpunkt verbunden. Auch diese Schaltung ermöglicht eine gute Drehstromregelung.
• Fig. ,I der Zeichnung zeigt eine Schaltung, bei der die Kompoundtransformatoren wieder mit hohem innerem Widerstand gegenüber dem Erregerkreis ausgerüstet sind. Die Kompoundschaltung besteht hier aus insgesamt drei Transformatoren, nämlich aus dem Spannungstransformator 18, 'aus dem in den Sternpunkt des Generators i eingeschalteten Stromtransformator ig und aus dem in Sparschaltung ausgeführtenZwischentransformator 2o. In den Sekundärstromkreis des Spannungstransformators 18 sind noch dieDrosselspulen 21 eingeschaltet, - und die Transformatoren i8 und ig speisen in Parallelschaltung die mit Anzapfungen versehene Primärwicklung des Zwischentransformators 20. Die Anzapfungen der Primärwicklung sind wieder an die Regelkontakte des Wälzreglers angeschlossen. Bei dieser Schaltung kann der Erregerstrom in der Wicklung 3 durch Verminderung der wirksamen Windungen im Primärkreis des Transformators 2o bis auf Null herab geregelt werden.
• Fig. 5 der Zeichnung zeigt eine Anordnung, bei der am Zwischentransformator das bei Regeltransformatoren übliche Prinzip der Anwendung von zwei Wicklungen, die durch einen Widerstand voneinander getrennt sind, zur Anwendung kommt. Der von dem Stromtransformator i9 und dem Spannungstransformator i8 gespeiste Zwischentransformator 22 besitzt zwei Primärwicklungen 23 und 2d., deren Anzapfungen zu den Regelkontakten des Wälzreglers 6 derart geführt sind, daß in der Aufeinanderfolge dieser Regelkontakte Anzapfungen, die -der einen Primärwicklung mit solchen, die der anderen Primärwicklung zugeordnet sind, abwechseln. 25 und 26 sind die zwischen die beiden Primärwicklungen geschalteten Widerstände. Besteht die Möglichkeit, daß durch den Wälzregler drei aufeinander folgende und an Transformatoranzapfungen angeschlossene Lamellen kurzgeschlossen *werden könnten, so müßte der Zwischentransformator 22 statt zwei Primärwicklungen drei durch Widerstände voneinander getrennte Primärwicklungen besitzen, deren Anzäpfungen in der Aufeinanderfolge abwechselnd zu den Wälzreglerlamellen geführt sind.
• Fig. 6 der Zeichnung zeigt eine andere Anordnung zur Vermeidung von starken Kurzschlußströmen bei der Regelung der Anzapfungen durch den Wälzregler. Die Schaltung deckt sich mit der Schaltung der Fig. 2. Die Anzapfungen an der Primärwicklung des in Sparschaltung ausgeführten Zwischentransformators 14 sind jedoch über die Widerstände 27 zu den Regelkontakten des Wälzreglers 6 geführt. Beim- Kurzschluß zweier henachbärter Regelkontakte durch den Wälzregler ist daher der Strom im kurzgeschlossenen Teil der Transformatorwicklung infolge Einschaltung zweier Widerstände stark gedämpft.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Regelung der Spannung von Synchronmaschinen, bei der die Erregerwicklung der Synchronmaschine oder die.Erregerwicklung ihrer Erregermaschine über Gleichrichter, insbesondere über Trockengleichrichter, von dem Wechselstrom und der Wechselspannung der Synchronmaschine über einen Kompoundtransformator oder über eine Kompoundtransformatoranordnung gespeist wird, gekennzeichnet durch einen Wälzregler, dessen Regelkontakte entweder an Anzapfungen der Sekundärwicklung des Kompoundtransformators oder an Anzapfungen eines von dem Kompoundtransformator oder von der Kompoundtransformatoranordnung gespeisten Zwischentransformators angeschlossen sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Regelkontakten des Wälzreglers, die unmittelbar mit einer Transformatorwicklung verbunden sind, Regelkontakte liegen, die an Anzapfungen von Ohmscheri Widerständen angeschlossen sind, die zwei benachbarte Anzapfungen am Transformator überbrücken.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Stromtransformator mit zwei Primärwicklungen, von denen die eine -vom Strom der Synchronmaschine durchflossen wird, während die zweite über eine vorgeschaltete Drosselspule von der Spannung der Synchronmaschine gespeist wird, und mit einer Sekundärwicklung, die über die Regelkontakte des Wälzreglers den Gleich richter speist. d..
4. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompoundtransformator oder die Kompoundtransformatoranordnung über die Regelkontakte des Wälzreglers die mit Anzapfungen versehene Primärwicklung des Zwischentransformators speist, dessen Sekundär, wicklung zweckmäßig in Sparschaltung mit der Primärwicklung den Gleichrichter speist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein primär vom Belastungsstrom der Synchronmaschine erregter Stromtransformator und über sekundär eingeschaltete Drosselspulen ein Spannungstransformator in Parallelschaltung die primär mit Anzapfungen versehene Wicklung des Zwischentransformators speisen, dessen Sekundärwicklung zweckmäßig in Sparschaltung mit der Primärwicklung den Gleichrichter speist (Fig. ,4).
6. 6. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dar an dein Transformator zwei oder mehrere mit Anzapfungen versehene und durch Olimsche Widerstände voneinander getrennte Wicklungen vorgesehen sind und daßs in der Aufeinanderfolge der Regelkontakte am Wälzregler die Kontakte abwechselnd mit der einen und mit der anderen Transformatorwicklung verbunden sind.
7. 7. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dar zur Verminderung von Kurzschlußströnien bei der Regelung der Transforinatoranzapfungen durch den Wälzregler die Regelkontakte über Widerstände mit der Transformatorwicklung verbunden sind. S. Anordnung nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, dar der Widerstand des Kompoundtransforinators groL) ist gegenüber dem Widerstand des vom Transformator zu speisenden Erregerkreises.